变压器油化验在数据分析与诊断中的应用

吴秀平 李东泽

国网辽宁省电力有限公司本溪供电公司

变压器油化验在数据分析与诊断中的应用

吴秀平 李东泽

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变压器油的简化试验、好坏鉴别、性能变化等，都能良好地反映变压器运行中存在的问题。为提高变压器运行稳定性，需对其进行定期检测，而通过检测变压器中油可判断出其运行状态，并可判断出发生故障的零部件。所以，为了保证变压器的正常运行，必须定期对变压器进行检测，通过变压器油可以检测到变压器的整体运行情况，对变压器故障可以做出准确的判断。基于此，文章就变压器油化验在数据分析与诊断中的应用进行分析。

变压器油化验；数据分析与诊断；应用

1.变压器油的性能变化对变压器的影响

1.1 物理性能变化对变压器的影响

1.1.1 颜色的变化。新变压器油颜色呈淡黄色，设备运行时间逐渐增长，油的颜色会随之加深，逐渐产生氧化物或杂质，导致油不断变成劣化油，影响变压器运行的安全。

1.1.2 粘度的变化。变压器油的粘度小于1.8恩氏则表明是优质油，运行时间不断增加、油质逐渐劣化，油的粘度会随之越来越粘稠，不仅造成散热困难，而且还会影响变压器应用的寿命。

1.1.3 表面张力的变化。变压器油表面张力的标准为35mN/m，油经过不断运行会逐渐劣化，当油表面张力低于19mN/m时说明油的劣化严重，含有各种氧化物或其他杂质，严重威胁设备的运行安全。

1.2 化学性能变化对变压器的影响

1.2.1 酸价的变化。油的有机酸和无机酸总称为酸价，设备运行时间越久，酸价对设备的影响就越大，酸价值若超过0.1时，为避免发生事故，设备运行需立即停止。

1.2.2  pH值的变化。变压器油的pH值越大，说明油质越纯，待设备运行时间越长，pH值会越来越小，当pH值低于4.0时，说明油内的杂质、氧化物、油泥等越多，不仅造成金属设备被腐蚀、绝缘性能被氧化，而且会增加油的导电性，严重威胁变压器设备的安全运行，需立即停止运行。

1.3 电气性能变化对变压器的影响。

1.3.1 介质损失的变化。新的变压器油一般比较纯，介质损失会比较小，可低于0.01，当变电器运行时间逐渐增长，油质逐渐被水分、氧化物或其他杂质影响而发生劣质后，介质的损伤也会越来越大，当油内水分大于0.002%以后，介质的损伤会更大，当水量达到0.001%时，则介质损失至0.2，一旦介质损失到0.3，其对变电器设备的运行安全会造成影响，需及时采取措施进行处理。

1.3.2 击穿电压的变化。击穿电压同样受油内水含量的影响，油内水含量越多，击穿电压会越低，如油内水分含量达0.02时，击穿电压会下降至纯油时击穿电压的22%，当其下降一定值的情况下，会严重影响变压器的运行，需及时进行解决。

2.变压器油色谱化验方法

2.1 三比值法

三比值法是基于罗杰斯比值法上发展而来。通过检测变压器油中的三对气体的比值，这三对气体分别是C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/ C2H6。因为有自身的编码系统，比值不同代表的编码也不同，但利用比值可以通过编码系统查到变压器的故障，方便采取相应的措施。

2.2 故障点部位判断

可燃气体溶解在变压器油中，当气体含量较大，产生气体的速度快，一般都是设备存在问题造成绝缘材料裂解。同时变压器油中存在着不同量的碳氢化合物，可能会因为电或者热的缘由造成C-H键和C-C键断裂，就会生成少量的氢原子和碳氢化合物自由基。通过化学反应后这些生成物可以重新组合，就形成了氢气和烃类气体，甲烷、乙烯等都属于这类气体。当发生较大故障时，其中的故障能量较大，可能形成游离气体，一些碳的固体物和聚合物将会沉积在设备的内部。

不同比值对应的是不同类型的故障。三比值法数据为1、0、2。编码组合中，当C2H2/C2H4为0时，而CH4/H2为0和C2H4/C2H6为1时，判断的故障是低于150℃的低温过热，在变压器中表现为绝缘导线过热；而CH4/H2为2和C2H4/C2H6为0时，出现的是150℃～300℃的低温过热；而CH4/H2为2和C2H4/C2H6为1时，出现的是300℃～700℃的中温过热；而CH4/H2为0或1或2和C2H4/C2H6为2时，出现的是大于700℃的高温过热，在变压器中表现为其开关、接头、螺丝的接触不良。

3.实例分析

3.1 故障概况

某变压器主开关1102跳闸，灭磁开关跳闸，#2发变组“主变差动保护”，“主变重瓦斯”，“主变轻瓦斯”等保护动作，从录波图看出是BC相故障导致保护动作切机，保护动作正确，立即抽取变压器油化学化验，其中2013.8.25取#2变压器油化验水份时为9uL/L，水份不超标合格。

3.2 变压器油的气相色谱结果分析

色谱分析：针对变压器中油进行气相色谱分析，可以检测出内部气体含量，并通过三对比值法，可以及时发现变压器内部零件出现的故障，该方法可以有效监督变压器安全运行的保障。同时，根据作者多年电力工作经验可知，气相色谱检测技术受外界影响较小，可以对变压器内部各部件进行实时动态监测，避免变压器发生重大安全事故。变压器内总的烃类气体很高，氢气含量也高，乙炔是总烃的主要成分，则有可能有电弧放电性故障。用三比值法进行判断，即CH4/H2、C2H4/C2H6、C2H2/C2H4。例如，三比值编码为102时，故障性质可能是高能量放电。所以根据化试班2013.8.25#2变压器油化验数据，这次#2变压器内总的烃类气体很高，氢气含量也高，乙炔是总烃的主要成分，为高能量电弧放电性故障。

综上，变压器在电网安全中有着举足轻重的作用。对变压器油的化验数据可以准确地分析出变压器的故障情况。因此，应加强变压器油的监督和监测，提高油的优质应用，促进变压器设备的安全运行。

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